Структура хромосом

Хромосомы — это основные органоиды клеточного ядра, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства клеток и организмов.

В большинстве случаев хромосомы хорошо видны лишь в делящихся клетках. На стадии метафазы их можно видеть даже в световом микроскопе. В этот период удается определить число хромосом, их размеры, форму и строение.

Число хромосом обычно постоянно для всех клеток особи любого вида животных и растений; то же и у человека. Но у разных видов количество хромосом не одинаково. Их может быть в ядре от двух до нескольких сотен.

Каждая хромосома образована одной молекулой ДНК и сопутствующими ей белками. В структурной организации ДНК центральную роль играют специфические белки — гистоновые и негистоновые. Считается, что вся ядерная ДНК ассоциирована с этими белками и образует нуклеопротеиновый комплекс, называемый хроматином (греч. chromatos — «цвет», «окраска»).

Негистоновые белки очень разнообразны. Среди них находятся многочисленные ферменты, обеспечивающие процессы репликации ДНК, транскрипции, а также некоторые белки ядерного матрикса. Полагают, что негистоновые белки хроматина выполняют и некоторые регуляторные функции.

Гистоны — это белки, богатые остатками аминокислот аргинина и лизина, которые определяют щелочные свойства этих белков. Гистоны являются структурными белками, выполняющими важную роль — упаковку ДНК. Например, в растянутом состоянии длина двойной спирали ДНК, содержавшейся в хромосоме человека, составила бы в среднем около 4-5 см, а с помощью гистонов такая молекула упакована в хромосоме, измеряемой долями микрометра. По сравнению с остальными белками количество гистонов в клетке очень велико — оно почти равно массе ДНК, содержащейся в ядре, что свидетельствует об их большом и активном участии в структурировании хроматина от молекулярного состояния ДНК до её формы в виде хромосомы.

Рис. 46. Различные уровни компактизации хроматина в ядре

Молекула ДНК в хромосоме упакована очень компактно. Различают несколько уровней компактизации хроматина в ядре клеток эукариот: от двойной нитевидной спиралевидной молекулы ДНК до её суперупакованного состояния в хромосоме (рис. 46).

Загрузка...

Форма хромосом в клетках разных видов различна. Но все они построены по одному плану. На стадии метафазы митоза хромосомы хорошо различимы в микроскопе. Они имеют вид двух палочковидных телец — хроматид, скреплённых перетяжкой — центромерой. Центромера — это небольшой участок хромосомы, к которому прикрепляются нити веретена при митозе (и мейозе) и который контролирует движение разделяющихся хромосом при делении клетки. Центромера делит хромосому на два равных по длине плеча. Концевые участки хромосом называют теломерами. Они предохраняют концы хромосом от слипания.

Хромосомы, лишённые центромеры, не способны совершать упорядоченное движение при делении клетки. Обычно центромера у хромосомы занимает определённое место, и это является одним из признаков, по которому хромосомы различают. Изменение положения центромеры в той или иной хромосоме служит показателем хромосомных перестроек. Материал с сайта http://doklad-referat.com

Как особенность хромосом следует отметить их способность к удвоению (самовоспроизведению). В основе удвоения хромосом лежит процесс репликации молекул ДНК, обеспечивающий точное копирование и передачу генетической информации от поколения к поколению. Удвоение хромосом — это сложный процесс, включающий в себя не только репликацию гигантских молекул ДНК, но также синтез связанных с ДНК хромосомных белков. Конечным этапом хромосомного удвоения является упаковка ДНК и их белков в хромосому.

Белки, окружающие отдельные участки ДНК, принимают участие и в регуляции синтеза РНК. Участки ДНК, прикрытые белками, не способны синтезировать РНК, т. е. они «нечитаемы», а освобожденные от белков — способны (с них списывается информация, т. е. они «читаемы»). Но в целом хромосомы в живой клетке обеспечивают синтез РНК, необходимый для последующего синтеза белков клетки.